贝中次凹构造样式及其对油气聚集的控制作用

2015-12-19张莹

西部探矿工程 2015年3期

关键词：海拉尔断块样式

张莹

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

贝中次凹构造样式及其对油气聚集的控制作用

张莹*

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

贝中次凹为海拉尔盆地最富有油气的构造单元之一，该区构造演化大致经历了断陷期、断—坳转换期和坳陷期3大阶段，形成贝中次凹现今的复杂构造特征。盆地的构造演化和应力场转化是造成该区构造样式多样的根本原因。根据构造样式形成的动力学机制和几何学形态划分，该区存在伸展、挤压、走滑和反转4种基本构造样式，其中伸展构造样式是最重要的含油气构造样式，又可进一步划分为重力背形、掀斜断块、滑动断阶、逆牵引背斜等4类次级构造样式。研究证明，构造样式对油气聚集具有重要的控制作用，边界断层附近的滑动断阶、主生烃次凹内的反向断块和堑垒断块、次凹内的反向断块及反转构造形成的断背斜、断块是油气富集的有利地区。

贝中次凹；构造演化；构造样式；油气聚集

构造样式是剖面形态、平面展布、排列及应力机制上有密切联系的一系列局部构造的特定组合，是同一期构造变形或同一应力作用下所产生的构造的总和[1-2]。本文针对贝中次凹构造特征复杂的地质特点，考虑几何学、运动学、动力学和时间4个方面因素，对海拉尔盆地贝中次凹构造样式开展了逐层推进的综合研究，对指导该区油气勘探具有实际意义。

1 地质概况

贝中次凹构造上位于海拉尔盆地贝尔凹陷南部，东部为布勒洪布斯隆起带，西部为苏德尔特隆起带，勘探面积约460km2[3-4]。贝中次凹划分为东部断阶带、中部洼槽带、西部断阶带和北部斜坡带，整体上是一个北东向展布的地堑（图1）。从上到下钻遇的地层依次为第四系、第三系、白垩系青元岗组、伊敏组、大磨拐河组、南屯组、铜钵庙组和侏罗系布达特群。

图1 贝中次凹构造单元划分图

2 区域构造演化特征

海拉尔盆地是我国东北地区古生界褶皱基底上发育起来的较大的断陷盆地，属于中亚—蒙古地槽的一部分。中晚侏罗—早白垩世时期由于地幔热隆张裂作用，使海拉尔盆地伸展拉张，形成断陷盆地。中新生代的演化分为断陷期、断—坳转换期和坳陷期等3个时期。

断陷期，发育铜钵庙组和南屯组地层，受NW-SE向拉张应力作用。该区明显受控于北东向主边界断层，断陷总体走向为北东向。

断—坳转换期，发育大磨拐河组和伊敏组地层。南屯组沉积期末，张裂作用停止，盆地发生短暂的隆起之后再次沉陷。在大一段沉积时期，随着边界断层活动性的减弱，沉积范围具有逐渐加大的趋势；大二段沉积时期，地层沉积出现有方向性的侧向加积，并且加积的方向与北东向控陷断层平行，反映了这一时期走滑拉分盆地的特征，受近S-N向右旋张扭应力作用。伊敏组末期，该区应力场为，产生NE-SW向挤压分量形成逆断层和正反转构造[5]。

坳陷期，发育晚白垩世青元岗组地层，该期近S-N向左旋压扭应力场持续存在，表现为低幅度褶皱式构造。挤压作用松弛之后，盆地再次沉陷，主要以角度不整合与下伏地层接触。

3 构造样式类型

中新生代盆地的构造演化和应力场转化是造成贝中次凹构造样式多样的根本原因。按照其动力学机制和几何学形态可以分为伸展构造样式、走滑构造样式、挤压构造样式和反转构造样式（表1）。

表1 贝中次凹构造样式类型表

3.1 伸展构造样式

伸展构造样式是贝中次凹最重要的构造样式，研究表明，盆地在生长过程中，同沉积拉张—填充作用在横向和垂向上的表现是不均衡的，重力作用引起的构造变形是逐渐增强的，拉张和重力的联合作用，产生了多类型和多级次的伸展构造样式。根据构造形态特征及其成因，将其划分为重力背形、掀斜断块、滑动断阶、逆牵引背斜等4类构造样式（表1）。

3.1.1 重力背形构造样式

贝中次凹西部断阶带，东部断阶带和中央洼槽带的隆起带组成典型的重力背形构造样式。在剖面上呈东西双断的地堑结构，在整体面貌上呈现出一个轴向为NE向，两翼向东西延伸的背斜构造样式（表1）。断陷期，受到NW-SE方向的拉张作用，两侧边界断层伸展拆离，基底快速大幅度沉降。在盆地生长过程中，沉积物在平面上的分布差异不断增大，进而差异重力作用表现越来越显著，最终形成复杂多样的重力背斜构造。

3.1.1 掀斜断块构造样式

断陷期地层在单剪应力作用，以正断层控制的“骨牌式”断块组合为特征，各断块底部断层基本平行，但是由于处于不同构造位置，断块沿断面朝不同方向旋转而形成的不同类型的掀斜形态。根据断层与断块的组合关系又可分为反向断块、顺向断块、堑垒断块3种样式，其中反向断块和堑垒断块构成了重要的含油气圈闭（表1）。

3.1.2 滑动断阶构造样式

滑动断阶是东西部边界铲式断层活动在断层上盘形成的多级台阶状断块，边界断层切穿基底为主拆离面，其上若干次级断层及断块以上宽下窄的帚状尖灭归并于断层的深部剪切面上。滑动断阶构造是控陷断层长期演化的结果，属于断陷期伸展作用中、晚期产物。根据次级断层与地层的产状关系，可分为反向和顺向2种滑动断阶类型（表1）。

3.1.3 逆牵引背斜构造样式

逆牵引背斜是与西部边界生长断层伴生的一种构造。断—坳转换期大磨拐河组地层产状平缓，边界断层的上盘滑落时，断块伴有沿水平轴旋转的运动状态，这种旋转的结果，导致背斜的形成（表1）。

3.2 走滑构造样式

贝中次凹走滑构造样式主要有2种类型：即负花状构造和“X”型断层组合。负花状组合主要围绕长期活动的断层呈断层密集带形式分布，且花状断层向下过T1后收敛于同一条断层（表1）。“X”型断层组合也为走滑成因，先期形成的张性正断层被后期走滑断层错开（表1）。

3.3 挤压和反转构造样式

伊敏组末期，该区应受近S-N向左旋压扭应作用，产生NE-SW向挤压分量形成逆断层和反转构造（表1）。反转构造主要表现在边界断层上，早期的正断层发生反向滑动，即正反转构造。青元岗组沉积时期近S-N向左旋压扭作用持续存在，表现为低幅度背斜构造。

4 构造样式对油气聚集的控制作用

勘探实践证明，我国已发现的各种类型的构造油气藏和非构造油气藏，在不同盆地类型中的分布规律，严格受盆地构造样式的控制[6-8]。研究表明，生烃岩范围控制油气藏分布，富烃次凹油气相对富集；主干断层和不整合是油气运移的主要通道，以有利烃源区为中心四周构造高部位的构造圈闭、岩性圈闭、基岩有利储层均是油气运移的主要指向。

4.1 边界断层附近的滑动断阶处油气富集、高产

断陷期，边界断层的形成发育过程控制着盆地沉积物的类型、厚度及展布范围，也就控制了生储盖配置关系。断陷期盆地沉降速度相对较快，南屯组的湖相暗色泥岩，既是主力烃源岩层，也是良好的盖层。受构造背景和沉积环境控制，南一段沉积时期扇三角洲及辫状三角洲的前缘砂体、南二段沉积时期前缘滑塌浊积砂体均是有利储集层系。边界断层的活动形成了在断层上盘的多级台阶状滑动断阶构造样式。边界断层是油气运移的主要通道，同时也是地层压力释放区，成为油气的有利指向区。同时，边界断层控制的断陷期盆地中发育多套生储盖岩系，可形成多套含油气层系。在纵向上相互叠加，横向上复合连片，形成复式油气聚集带。

4.2 主生烃次凹内的反向断块和堑垒断块形成大量潜山油藏

贝中次凹反向断块和堑垒断块构造样式主要发育在中央洼槽带的隆起带，该处油藏类型主要为潜山油藏。前中生代基岩遭受多期断层活动，基岩块体翘倾、解体，造成潜山与生油洼槽镶嵌的格局，长期遭受风化剥蚀、断层活动的热蚀变，形成良好的溶孔、溶洞和裂缝储层。同时，轻变质岩基底，在断陷盆地沉积之前经历过长期的风化剥蚀过程，存在基岩风化壳；在伸展断陷盆地形成过程中以及断陷盆地形成后的多期改造，可形成大量裂缝和破碎带；为油气的富集提供空间，储层物性受深度影响较小。断层与不整合组成的通道组合是潜山成藏的输导体系，位于油气运移通道上的各类潜山圈闭是油气聚集的有利圈闭。

4.3 次凹内反向断块是断层—岩性油气藏聚集区

由于贝中次凹南屯组主力烃源岩满凹覆盖，储层被烃源层包围，油源充足，油气运移距离短。铜钵庙组、南屯组扇三角洲前缘砂体和大磨拐河组一段发育的低位体系域及湖侵体系域砂体与反向断块等构造样式结合形成断层—岩性、岩性—地层、砂岩上倾尖灭和透镜体等复合圈闭。

4.4 反转构造样式与油气聚集

贝中次凹受边界断层控制，构造演化具有早期纯剪、中期张扭、晚期反转的特点，发育反向断层遮挡的断鼻、断块、褶皱等多种反转构造样式，形成了断背斜、断块油气藏。在边界断层作用下，晚期断层构造活动在在浅部伊敏组一段形成逆牵引背斜和掀斜断块，发育扇三角洲，在中部断层隆起带发育有低水位楔、低水位扇，具有较好的储集空间。断层伸入生油洼槽，沟通油源，在浅层形成构造油藏，多具有规模小、产能高的特点，是下一步勘探工作的重点。